Estática de fluidos

Fuerzas sobre áreas planas
1. Las fuerzas distribuidas producidas por la acción de un fluido sobre un área finita pueden reemplazarse convenientemente por una fuerza resultante, en lo que respecta a las reacciones externas al sistema de fuerzas.
  1. Superficies inclinadas
    1. Como todos los elementos de fuerza son perpendiculares a la superficie, la línea de acción de la resultante también es perpendicular a la superficie.
    2. Cualquier superficie puede rotarse alrededor de cualquier eje que pase por su centroide sin cambiar la magnitud de la resultante, si el área total permanece sumergida en el líquido estático.
      1. Fabián Reyes Noemí Areli Grupo: C
  2. Centro de presión
    1. El centro de presión de una superficie inclinada no se encuentra en el centroide.
    2. Para encontrar el centro de presión, se igualan los momentos de la resultante xpF y ypF al momento de las fuerzas distribuidas alrededor de los ejes y y x.
  3. Efectos de la presión atmosférica sobre las fuerzas en áreas planas.
    1. Cuando el lado opuesto de la superficie se encuentra abierto a la atmósfera, ejerce una fuerza sobre ésta, causada por la atmósfera, igual al producto de la presión atmosférica p0 y el área, p0A, basado en el 0 absoluto como datum.
Componente de fuerzas sobre superficies curvas
1. Cuando las fuerza elementales p0A varían en la dirección, como es el caso de una superficie curva, se deben sumar como cantidades vectoriales.
  1. Componente horizontal de la fuerza sobre una superficie curva
    1. La componente horizontal de la fuerza sobre una superficie curva es igual a la fuerza de presión ejercida sobre la proyección de la superficie curva.
      1. Cuando se quiere encontrar la componente horizontal de la fuerza de presión sobre un cuerpo cerrado, la proyección de la superficie curva sobre un plano vertical es siempre 0.
    2. Para encontrar la linea de acción se requiere la resultante del sistema de fuerza paralelo, compuesto por las componentes de fuerza para cada elemento de área.
2. Si se consideran dos componentes horizontales formando ángulo recto y la otra componente vertical, se puede determinar la resultante. Las lineas de acción de las componentes también se determinan con facilidad.
  1. Componente vertical de la fuerza sobre una superficie curva
    1. La componente vertical de la fuerza de presión sobre una superficie curva es igual al peso del líquido que se encuentra verticalmente por encima de dicha superficie y se extiende hasta la superficie libre.
      1. Cuando el liquido se encuentra por debajo de la superficie curva y se le conoce la magnitud de la presión en algún punto, se puede construir una superficie libre imaginaria o equivalente s-s, p/y por encima de 0.
        Con un liquido imaginario sobre la superficie, la presión en cualquier punto de la superficie curva es igual a ambos lados, pero las componentes elementales de la fuerza en la dirección vertical tienen signos opuestos.
      2. La linea de acción de la componente vertical se determina igualando los momentos de las componentes verticales elementales alrededor de un eje conveniente, con el momento de la fuerza resultante.
      3. La linea de acción de la fuerza vertical pasa a través del centroide del volumen, real o imaginario, que se extiende por encima de la superficie curva hasta la superficie libre, real o imaginaria.
    2. La componente vertical de la fuerza sobre una superficie curva puede determinarse sumando los componentes verticales de la fuerza de presión sobre áreas elementales de la superficie.

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